上海科导超声振动子的设计

超声振动子主要由换能器、变幅杆和工具头组成。在工作区内要破坏微藻细胞壁,纵向振动的振幅应不低于25 um,换能器的纵振频率应在20 kHz以上。因此,上海科导设计常见的共振频率20 kHz、25 kHz、28 kHz振动子。传输矩阵法作为一种压电超声振动子的设计建模方法，上海科导因其简明有效的特性被许多研究采用。将超声振动子等效成多个单一截面杆的串联,对各个单- - 截面杆建立四端网络,得到若千个传输矩阵,忽略机械损耗及预应力螺栓的影响,最后再将所有的四端网络串联起来,即可得到超声振动子整体的传输矩阵方程。超声振动子各部分的四端网络传输矩阵。根据边界条件以及.上述的传输矩阵方程,计算出振动子各段的尺寸。用有限元分析软件对振动子的各段进行模态分析及优化，优化后的28kHz超声振动子实物图如上海科导所示。